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传动比 i 传动效率η ib=4 ηb=0.96 ηg×ηr=0.96 ig=4.71 ηr×ηc=0.98 六、传动零件的设计计算
计算项目及内容 1. 确定计算功率 Pca=KA×Pm=1.2×5.5=6.6 kw 主要结果 KA为工作情况系数，查得KA=1.2 2. 确定带的类型 已知小带轮的转速nI=1500 r/min 根据计算功率Pca和小带轮的转速nI，从图8-11选择 A带 选择A带 3. 确定带轮的基准直径dd1并验算带速υ 1初选小带轮的基准直径dd1。○由表8-6和表8-8，取 小带轮的基准直径dd1=140 mm 2验算带速υ。υ主=π×dd1×nm=3.14×140×1440=○60×100060×1000 10.55 m/s υ在5～25之间 ∴带速合适 3计算大带轮的基准直径。 ○ dd2=ib×dd1=4×140 mm=560 mm 4. 确定V带的中心距α和基准长度Ld。 1∵0.7(dd1+dd2)≤α0≤2(dd1+dd2) 即○ 490≤α0≤1400 ∴先取α0=1200 mm π(dd1?dd2)22 ○Ld0≈2α0+dd1+dd2+=2×24α0 3.14(560?140)2 1200+2140+560+4×1200=3536 mm 根据表8-2 取Ld=3550 mm 3计算实际中心距计算实际中心距α。 α≈α0+○ Ld?Ld03550?3536=1200+=1207 mm 22 αmin=α?0.015Ld=1207?0.015×3550 =1153.75 mm αmax=α+0.03Ld=1207+0.03×3550= 1313.5 mm 中心距的变化范围为1153.75～1313.5 mm
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5. 验算小带轮上的包角α1。 α1≈180°? dd1?小带轮上的包角α1≈ 160°≥90° 57.3°dd2 ×α=160°≥90° 6. 计算带的根数z。 1计算单根V带的额定功率Pr。 ○ 由dd1=140 mm和nm=1440 r/min,查8-4a 得 1450?12001450?1440 2.28?1.96=2.28?P?P0=2.27。 0 根据nm=1440 r/min，i=4和A型带，查表 8-4b 得 1450?12001450?1440 =?ΔP0=0.17。 0.17?0.150.17?ΔP0 查表8-5 得160°的小带轮包角对应Kα=0.95。 查表8-2 得KL=1.11。 于是Pr= P0+ΔP0 ×Kα×KL= 2.27+0.17 × 0.95×1.11=2.57 2计算V带的根数z。 ○ PKα×P z=ca= P0+ΔP0 ×Kα×KL Pr1.2×5.5 ==2.57 2.27+0.17 ×0.95×1.11 =3 V带的根数为3根 7. 计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min。 kg由表 8-3 得A型带的单位长度质量q=0.1m，所以 (2.5?Kα)×Pca F0 min=500×+q×υ2Kα×z×υ (2.5?0.95)×6.6 =500+0.1 0.95×3×10.55×10.552=181.25 N 应使带的实际初拉力F0≥ F0 min。 8. 计算压轴力Fp。 α FP min=2×z× F0 min×sin12 160° =2×3×181.25×sin压轴力 2=1070.98 N Fp=1070.98 N
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1. 选定齿轮的类型，精度等级，材料及齿数 1选用斜齿轮圆柱齿轮传动 ○2选用8级精度 ○3小齿轮材料为40Cr (调质)硬度为280HBS,大齿○轮材料为45钢(调质)硬度为 240HBS，两者硬度差为40HBS。 4初选小齿轮的齿数z1=20 大齿轮的齿数为○z2=4.71×20=94.2=95 5选取螺旋角。初选螺旋角β=12°○ 2. 按齿面接触强度设计，即d1t≥ ?32Kt×Ttμ?1ZH×ZE2( σ ) d×εαμH1试选Kt=1.6 (1.2～1.6之间) ○2由 图10-30 选取区域系数ZH=2.461 ○3由 图10-26 ○Z1=20，β12°?εα1=0.78 Z2=95，β12°?εα2=0.9 εα=εα1+εα2=0.78+0.9=1.68 4许用接触应力 σH =○ σH 1+ σH 22 由图 10-21d 小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600 MPa 大齿轮的接触疲劳强度极限σHlim2=550 MPa 由图 10-19 取接触疲劳寿命系数KHN1=0.89 KHN2=0.0.92 取失效概率为1%，安全系数S=1 K×σHlim10.89×600 σH 1=HN1==534 MPa S1K×σHlim20.92×550 σH 2=HN2==506 MPa S1 σH 1+ σH 2534+506 σH ===520MPa 225由表 10-7 选取齿宽系数?d=1 ○ 选择斜齿轮圆柱齿轮传动-8级精度，材料为40Cr 调质处理。
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1 2ZE=189.8 MPa 7小齿轮传递的转矩即为高速轴Ⅰ的转矩 ○ T1=140.07=TⅠ 8外啮合 μ=4.71 ○ 3. 计算 1○试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得 232K×Tμ?1Z×ZtE d1t≥ t H σH ?d×εαμ 32×1.6×140.07×10004.71+12.461×189.8 = 1×1.684.71520 =63.91 mm 2○计算圆周速度 π×d1t×nm3.14×63.91×1440 υ=60×1000==4.82 m/s 60×10006由表 10-6 查得材料的单性影响系数 ○3计算齿宽b及模数mnt ○b=?d×d1t=1×63.91=63.91 mm d×cosβ63.91×cos12°mnt=1t==3.13 mm z120h=2.25mnt=2.25×3.13=7.03 mm b =63.91=9.09 h7.034计算纵向重合度εβ ○εβ=0.318×?d×z1×tanβ=3.18×1×20×tan12°=1.35 5计算载荷系数K ○已知使用系数KA=1，根据υ=4.75 m/s，8级精度 由图 10-8 Kv=1.18；由表 10-4 查得KHβ的值与直齿轮的相同，故KHβ=1.416； 圆周速度 υ=4.82 m/s
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由表 10-3 查得KHα=KFα=1.4。故载荷系数 K=KA×KV×KHα×KHβ =1×1.18×1.4×1.416=2.34 6按实际的载荷系数校正所算的的分度圆直径 ○ 32.343K d1=d1t =63.91× =72.54 mm Kt1.6 7○计算模数mn d1×cosβ72.54×cos12° mn===3.55 mm z120 2 32K×T1×Yβ×COSβYFaYSa4. 按齿根弯曲强度设计 mn≥ ?×z2×ε [σF] d1α 1确定计算参数 ○ 设计载荷系数K=KA×KV×KFα×KFβ=1× 1.18×1.4×1.405=2.32 根据纵向重合度εβ=1.35，由 图10-28，查得螺 旋角影响系数Yβ=0.90 z20 计算当量齿数zv1=cos13β=cos312°=21.39 z95 zv2=23==101.51 cosβcos312° 22?2122?21.39 查取齿形系数 由 表10-5 2.72?2.76=2.72?Y?Fa1 150?100150?101.51 YFa1=2.744；=?Y=2.779 Fa22.14?2.182.14?YFa2 22?2122?21.39 查取应力校正系数 1.57?1.56=1.57?Y?YSa1=Sa1 150?100150?101.51 1.57；1.83?1.79=1.83?Y?YSa2=1.791 Sa2 Y×Y 计算大小齿轮的FaSa 并加以比较 [σF] 由表10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 σFE1=500 MPa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限 σFE2=380 MPa。由图10-18 取弯曲疲劳寿命系数 由图 10-13 查得KFβ=1.405；
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